水污染控制工程-- 脱氮除磷

根据(3)式，每氧化1g NH3-N：
•消耗7.07g碱度(以CaCO3计) •合成0.17g新细胞。
硝化过程的影响因素
溶解氧：1.2~2.0mg/L
pH: 8.0~8.4 有机物含量：不应过高
BOD值过高，将使增殖速度较快的异养型细菌迅速增 殖，限制硝化菌增殖
适宜温度：20~30℃ 硝化菌在反应器内的停留时间：>最小世代时间
反硝化过程的影响因素
碳源： BOD5∶TN之比大于4 pH：最适宜的pH是6.5~7.5。 溶解氧浓度：≤0.5 mg/L。 温度：20~40℃。
传统三段生物脱氮工艺
三级生物脱氮工艺的主要特点
优点
氨化、硝化和反硝化分别在各自的反应器内进行，并 各自回流在沉淀池分离的污泥，过程控制明确，反应 速度快且反应进行较彻底，脱氮效果较好。
物化法
沸石选择性交换吸附、石灰法、折点 氯化脱氮、空气吹脱法、化学沉淀 生物法 生物脱氮除磷
第二节、生物脱氮
生物脱氮原理及其影响因素 生物脱氮工艺
传统三段生物脱氮工艺 两段生物脱氮工艺 A1/O (Anoxic/Oxic)生物脱氮工艺流程
及其设计
有机废水中含氮物质
• 有机氮：蛋白质、多肽、氨基酸、胞壁酸、尿素 • 无机氮：氨氮、亚硝态氮和硝态氮
每利用1g NO3－-N，消耗2.47g甲醇(约合3.7gCOD)，产生 0.48g新细胞和3.57g碱度。
内源反硝化：以机体内的有机物为碳源
C5H7NO2+4.6NO3-(细胞)
2.8N2 +1.2H2O+5CO2+4.6OH--
总反应式：
5CH3OH+6NO3--
3N2 +7H2O+5CO2+6OH--
78
生物脱氮原理及影响因素
氨化反应 硝化反应 反硝化反应
1. 氨化反应
有机氮化合物在好氧菌和氨化菌的作用下： • 有机碳被降解为CO2 • 有机氮被分解转化为氨氮
RCHNH2COOH 好氧菌/氨化菌RCOOH CO2 NH2
好氧
2. 硝化反应
好氧
硝化菌将氨态氮进一步分解氧化，使NH4+ 转化为硝酸盐氮。
N2
被还原成N2，达到脱氮目的；
内循环（硝化液回流）
原废水
反硝化反 应器（缺氧）
碱
BOD去除，硝 化反应器（好氧）
出水 沉淀池
Ⅱ
回流反硝化菌，保证反硝化反应器中微生
物的浓度，利用原水中的有机物作为C源
污泥回流
分建式A1/O 生物脱氮工艺流程
剩余污泥
A1/O流程中的缺氧和好氧池可以是两个独立的构筑物，也 可以合建在一个构筑物内，使用隔板将两段分开。
(在适宜的温度条件下为3d) 有NO毒x-物N、质高：浓重度金的属有、机高基浓质度、的部NH分4-有N机、物高以浓及度络的
合阳离子等。
3. 反硝化反应 缺氧
在缺氧状态下，利用反硝化菌将硝酸盐和亚硝酸
盐转化成N2
外源反硝化：外来碳源
1.08CH3OH +NO3--+0.24H2CO3
0.06C5H7NO2+0.47N2 +1.68H2O+CO2+OH-(细胞)
A1/O优点
流程简单，构筑物少，基建费用大幅度节省； 不需要外加碳源，降低了运行费用； 好氧池设在缺氧池后，不需要再建后曝气池；
缺氧池在好氧池前，既可减轻好氧池的有机负 荷，也有利于控制污泥膨胀；
反硝化过程中产生的碱度可补偿硝化过程消耗 的碱度一半左右，对含氮浓度不高的废水可不 必另行加碱。
氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的 水质污染现象。
基本控制项目最高允许排放浓度（日均值） GB 18918－2002，城镇污水处理厂污染物排放标准
序号
基本控制项目
一级标准 二级 三级 A 标准 B 标准 标准 标准
1
化学需氧量（COD ）
50
60
100 120①
2
生化需氧量（BOD5）
3
悬浮物（SS）
C5H7NO2+54NO2--+57H2O+104H2CO3
(1)
(亚硝 化菌)
400NO2--+NH4++4H2CO3+HCO3--+195O2
C5H7NO2+3H2O+400NO3--
(2)
（硝 化菌）
N
H4++1.8
6O
2+1.98
HCO
-3
(0.0181+0.0025)C 5H7NO2+1.04H 2O+0.98NO3--+ 1.88H2CO3 (3) (亚硝化菌 +硝 化菌)
来源
酒厂废水 制革废水 纸浆废水 木材防腐工业 铝二次冶炼 二硫化钠生产 印刷电路板
氨氮浓度 （mg/L）
来源
5-380 谷物加工
83-159 咖啡废水
264 乳品废水
32 土豆加工
0.3-350 合成橡胶废水
260 胶合板
300+ 动物胶
氨氮浓度 （mg/L）
45 11-78 5-625 5-40 31-76 397-450
第十九章、脱氮除磷与城 市污水深度处理
第一节、概述 第二节、生物脱氮 第三节、磷的去除 第四节、同步生物脱氮除磷 第五节、城市污水深度处理
第一节、概述
N、P的来源
1. 农田化肥 2. 牲畜粪便 3. 污水灌溉 4. 城镇地表径流 5. 矿区地表径流 6. 大气沉降 7. 水体人工养殖
富营养化
10
20
30 60
10
20
30 50
4
动植物油
1
3
5
20
6
石油类
1
3
5
15
7
阴离子表面活性剂
0.5
1
2
5
8
总氮（以N 计）
15
20
-
-
9
氨氮（以N 计）②
5(8) 8(15) 25(30) -
总磷 2005年12月31日前建设 1
1.5
3
5
10 （以P计） 2006年1月1日起建设的 0.5
1
3
5
脱氮除磷
2NH
4
3O 2
亚硝酸菌
2NO
2

4H

2H 2Oቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2NO2 O2 硝酸菌2NO3
NH
4

2O2
硝化细菌
NO
3

2H

H2O
14 64
硝化需氧量
1 g 4.57g （NOD）
2. 硝化反应(con’d)
55NH4++76O2+109HCO3--
缺点：
流程长，构筑物多，基建费用高； 需要外加碱和碳源，运行费用高； 出 需水要中后往曝往气存池在 加一以定去量除的；甲醇，形成BOD5及COD， 管理较为复杂。
两级生物脱氮工艺
将三级生物脱氮工艺的一、二级合并
A1/O (Anoxic/Oxic)生物脱氮工艺流程 回流硝酸盐，在反硝化反应器中